整车匹配计算(改)0305

3、传动系的布置型式
发动机前置、前轮驱动(FF)
发动机前置、后轮驱动(FR)
发动机后置、后轮驱动(RR)
全轮驱动（nWD)
发动机中置后轮驱动（MR)
4、变速箱（Gear Box） 1）. 功用
• 改变转矩与转速 • 实现汽车倒驶 • 中断动力传递
2）.
变速箱传动系挡数与各档传动比的选择
汽车类型不同，传动系挡位数不同； 传动系的档位数与汽车的动力性、经济性有着重要的关系。
1、内燃机的指示指标
（1）、指示功 Wi（J）：气缸内气体完成一个工作循环时，对 活塞所作的功。 （2）、平均指示压力pmi（Pa）：在每个工作循环中，单位气缸 工作容积所作的指示功。 pmi = Wi / Vh （3）、指示功率Pi（kW）：单位时间内所作的指示功 。 （4）、指示燃油消耗率bi （g/kW•h） ：单位指示功的耗油量。 bi =1000B/Pi (B——每小时耗油量,kg/h)
第二部分
发动机基本性能知识
一、内燃机性能指标与特性
性能指标：用来衡量发动机性能好坏的标准 常用性能指标有：
– – – – 动力性能指标：功率、转矩、转速等 经济性能指标：油耗（燃油耗、机油耗等） 使用性能指标：起动性、可靠性等 重量和外形尺寸指标：评价内燃机结构紧凑性和金属材料利用率 单位功率重量kg/kW 单位体积功率kW/m3 – 排放性能指标：HC CO CO2 NOx PM 烟度等
二、内燃机功率标定


标定功率及标定转速：在内燃机铭牌上标注的有效功率和相应转速 15min功率：在标准环境下，内燃机连续运行15min的最大有效功率； 通常作为汽车爬坡功率和军用车辆及快艇的追击功率。

1h功率：在标准环境下，内燃机连续运行1h的最大有效功率。
可作为船用主机、工程机械和机动车的最大使用功率。
当Ft = ∑F 时，汽车匀速行驶；当Ft ＞ ∑F 时、汽车速度增加，同时空气 阻力亦随车速的增加而急剧加大，在某个较高速度处达到新的平衡然后
匀速行驶；当Ft ＜ ∑F 时、汽车减速甚至停驶。这时要维持较高的车速
就要加大发动机的输出功率或将变速器换入较低的档位以维持较大的驱 动力
2、附着条件
驱动力的最大值发动机可能发出的最大转矩和变速器换入最低档时的
档传动比的比值过大会造成换挡困难。一般该比值不宜大于 1.7-1.8。尤其在我们针对整车厂家的新车型开发或性能优 化时，这一点必须注意，当动力性（爬坡度较小时）较差， 通过增大低档位速比来改善它的性能时，要注意这一点。
3).
变速器挡数
汽车动力性
在高功率附近 工作的机会
•
传动系的挡数
燃油经济性
在低燃油消耗率 区间工作的机会
货车的总体构造
五、汽车的结构特征和技术参数
1、主要尺寸参数：总长、总宽、总高、轴距、轮距、前悬、后 悬、最小离地角、接近角、离去角 2、质量参数：整车装备质量、最大装载质量、最大总质量、最 大轴载质量 3、性能参数：最高车速、最大爬坡度、最小转弯半径、平均燃 油消耗量、驱动方式（车轮总数×驱动轮数或轮轴总数×驱动轴数）
二、汽车的类型
根据新国标GB/T3730.1-2001规定，汽车分为乘用车和 商用车两大类。乘用车是主要用于载运乘客及随身行李 和（或）临时物品的汽车，包括驾驶员座位在内最多不 超过9个座位；商用车是指在设计和技术特性上用于运送 人员和货物的汽车。
乘用车
商用车
三、国产汽车产品型号编制规则
• • • • 汽车型号由拼音字母和阿拉伯数字组成、分为首、中和尾部3部分 首部由2-3个拼音字母组成，是识别企业的代号 中部由4位阿拉伯数字组成，分为首位、中间两位和末位数字3部分 例如：CA1091表示一汽生产的总质量约9吨的第2代货车。
七、动力传动
1、传动系的功用与组成
（1）、功用
—减速与变速
—实现汽车倒驶
—中断动力传递
—差速作用
（2）、组成 离合器、变速器、由万向节和传动轴组成的万向传动装置以 及安装在驱动桥中的主减速器、差速器和半轴。
2、机械式传动系的组成及布置
1－离合器； 2－变速器； 3－万向节； 4－驱动桥； 5－差速器； 6－半轴； 7－主减速器； 8－传动轴。
就动力性而言：挡位数多，使发动机经常在最大功率附近的转速
工作，而且发动机转速变化范围小，发动机平均功率高，增加了发 动机发挥最大功率附近高功率的机会，提高了汽车的加速与爬坡能
力，提高了汽车的动力性
就燃油经济性而言：挡位数越多，发动机在低燃油消
耗区工作的几率越大，油耗越低。
挡位数多少还影响挡与挡之间的传动比的比值。相邻两

12h功率：在标准环境下，内燃机连续运行12h的最大有效功率。 可作为工程机械、机车和拖拉机正常使用功率

持续功率：在标准环境下，内燃机长期连续运行的最大有效功率。
可作为长期连续运转的远洋船舶、发电站、农林排灌内燃机的持
续使用功率。
三、内燃机工况和特性
汽车行驶时，由于车速与行驶阻力不断变化，则发动机的 转速和负荷亦相应变化，以适应汽车的需要。随着转速和负荷 的改变，发动机工作过程也会发生变化。因此，发动机在不同 使用条件下具有不同的动力性与经济性。 汽车发动机的运行情况是： •转速决定于车速，可从最低稳定转速一直变到最高转速； •扭矩取决于行驶阻力，在同一转速下，可由零变到全负荷。 •只有当发动机发出的扭矩与工作机械消耗的扭矩相等时，两者 才能在一定转速下按一定功率稳定工作。
整车与发动机匹配技术
目录
• • • • • 第一部分 第二部分 第三部分 第四部分 第五部分 汽车基础知识 发动机基本性能知识 发动机与汽车的动力性匹配 发动机与汽车的经济性匹配 整车模拟计算及应用
第一部分
汽车基础知识
一、汽车的定义
汽车是借助于自身的动力装置驱动，且具有4个（或4个 以上）车轮的非轨道无架线车辆
2、内燃机的有效指标
（1）、有效功率Pe 从输出轴上所获得的功率。 （2）、机械效率 有效功率与指示功率之比。（m=Pe /Pi） （3）、输出转矩 Ttq=9550〃Pe /n 注：发动机功率的测定 （4）、平均有效压力pme 在每个工作循环中，单位气缸工作容积所作的有效功 。 （5）、有效燃油消耗率be 单位有效功的耗油量。 be =1000B/ Pe (B——每小时耗油量,kg/h)
7、轮胎
• 斜交轮胎 • 子午线轮胎
轮胎的规格 尺寸标注 如：10.00R20 其中：B=10.00，D=20
D－外径；d－内径（即轮辋直径）；B－断面宽度；H－断面高度。
• 10.00 R 20
轮辋名义直径 子午线结构代号 轮胎名义断面宽度
• 例： • 215/70 ( R ) 14 LT
轻型载重汽车轮胎代号 轮辋名义直径 轮胎名义高宽比 轮胎名义断面宽度
汽车行驶总阻力∑F 包括滚动阻力Ff、空气阻力Fw、上坡阻力Fi ∑F = Ff + Fw + Fi 滚动阻力主要是由车轮滚动时轮胎与路面变形而产生，空气阻力是 由于汽车行驶时与其周围空气的相互作用而产生、上坡阻力是汽车重力 沿坡道的分力。
汽车行驶的过程、是驱动力是否能克服各种阻力的交替变化过程：
操纵性好
挡与挡之间传动比 的比值≤1.7∽1.8
4).
变速器传动比
• 最小传动比
最高档行驶
最小传动比
•
it=igi0ic
5).
各档速比
i g1 ig 2
等比级数分配

ig 2 ig 3

ig 3 ig 4

ig 4 ig 5
q
各档速比
i g1 i g 2 i g 3 i g 4 q ig 2 ig 3 ig 4 ig 5
传动比、另一方面又受到轮胎与地面的附着作用的限制
当汽车在平整硬路面车轮的附着作用是由于轮胎与路面存在摩擦力。 这个摩擦力防碍车轮滑动，使车轮能够正常地向前滚动并承受路面的反
作用力—驱动力。如果驱动力大于摩擦力，车轮与路面之间就可能会发
生滑动。在松软地面上，除了轮胎与地面的摩擦以外，还加上嵌入轮胎 花纹凹部的软地面凸起部的抗滑入作用。由附着作用所决定阻碍车轮滑
渐进式速比分配 例：江淮客底HFC6730KYD3 客车5挡 变速箱速比分配
i g1 ig 2
1.906
ig 4 ig 5 1.316
ig 2 ig 3
1.711
ig 3 ig 4
1.56
5、驱动桥
后桥 中桥
功用：将万向传动装置传来的发动机动力经降速增扭改变方 向后传给驱动车轮，并且允许左右车轮以不同转速旋转。 组成： 由主减速器、差速器、半轴和驱动桥壳等组成。
首位数字表示车辆类别 1 载货汽车 中间两位表示汽车主要特征 表示汽车的总质量*（t) 例如：CA5312XXYP21K2L2T4BE （一汽生产的箱式货车） 末位数字
2
3 4 5 6
越野汽车
自卸汽车 牵引汽车 专用汽车 客车
7
8
轿车
（暂缺）
表示车辆总长度** 例如：宇通ZK6118HG 数字×0.1L表示发动机工作容积 例如：红旗CA7226L
动力性和经济性指标是重点
内燃机指示指标：指气缸内的气体对活塞作功后所获得的性能参数。 内燃机有效指标：从内燃机输出轴上所获得的性能参数。 机械损失：指示指标与有效指标之差。包括运动件的摩擦损失、驱动附属设 备（配气机构、喷油泵、机油泵、扫气泵、风扇）等功率消耗。 B10寿命：是个产品的工作时间点，产品工作到这个时间点后，预期有10％ 的 产品将会发生故障。
表示企业自定序号Fra Baidu bibliotek
9
半挂车或专用半挂车
表示汽车的总质量（t)
载货车
越野车
自卸车
牵引车
专用车
客车
轿车
半/长挂车
四、汽车总体构造
• 汽车通常由发动机、底盘、车身和电气设备4部分组成 • 发动机的作用是使输进气缸的燃料燃烧而发出动力 • 底盘接受发动机的动力、使汽车产生运动、并保证驾驶员的操 作纵正常行驶。底盘由传动系统、行驶系统、转向系统、制动 系统组成 • 车身是驾驶员的工作场所，也是装乘客和货物的地方 • 电气系统包括电源组、发动机起动系统和点火系统、汽车照明 和信号装置、仪表、导航系统、电视、音响、电话等电子设备、 微处理机、中央计算机及各种人工智能的操纵装置等 • 汽车的布置行式 • 发动机前置、后轮驱动：传统布置形式大多数货车、部分客车 • 发动机前置、前轮驱动：轿车上盛行 • 发动机后置、后轮驱动：大中型客车盛行 • 发动机中置、后轮驱动：大多数跑车和赛车、部分大中型客车 • 全轮驱动：越野车
动的力的最大值称为附着力，用Fφ表示。附着力与车轮承受垂直于地面
的法向力G（称为附着重力）成正比： Fφ =G×φ
由此可知，附着力是汽车所能发挥驱动力的极限，其表达式为：
Ft ≤ Fφ 此式称为汽车行驶的附着条件
3、汽车行驶动力特性的影响因素
决定汽车行驶动力特性的因素和条件大致包括下列几个方面： （1）发动机的动力特性。 （2）汽车的整车总重，这是汽车设计中首先必须明确的。 （3）道路条件，即道路状况和阻力。 （4）汽车的迎风阻力。即相关阻力系数及汽车迎风面积。 （5）汽车传动系统的转动比。如驱动桥主传动比及变速箱各挡速比。 （6） 轮胎的滚动半径、结构和特征。 （7） 车轮和传动系的转动惯量。 （8） 各挡总传动比机械效率。 （9）发动机的系统设计，如车上的进气系统、排气系统和供油系统 等，这些系统中所产生的进气阻力、排气阻力和供油阻力等应不影响或 牺牲发动机原有的动力特性（应通过检查，不得大于限值）。 （10）车上是否装有液压变速箱和空调等其他装置，因这些装置消耗发 动机原有的动力系统（应通过检查，不得大于限值）。
6、主减速器
分类 ：根据减速传动的齿轮副数目分，单级式和双级式； 双级减速中有一种叫轮边减速。 单级主减速器的载货车的主减速比选择为4.5--6.5； 双级主减速器的速比在7.6—12。 常用主减速比： 载货车常用，4.1—5.8 公交车在4.875、 5.286 、5.143、5.375、5.571、5.83、6.167 客运在3.5—4.875 自卸车在6—7 以上都是指单级主减器的速比范围。
六、汽车行驶的基本原理
要使汽车行驶，必须具备两个基本行驶条件：驱动条件和附着条件 1、驱动条件
汽车必须有足够的驱动力以克服阻力：汽车驱动力由发动机产生。发
动机发出经由传动系统传到车轮上的转矩Mi，力图使车轮旋转。由此， 在驱动轮与地面接触处向地面施加一个力Fo、其数值为Mi与车轮半径之 比： Fo = Mi/r 与此同时地面对车轮施加一个数值与Fo相等、方向相反的反作用力Ft。 Ft 就是驱动力。